Question

【题目】在老师的指导下，同学们进行了有趣的化学实验探究：

(一)测定空气中氧气含量

如图所示的是小亮同学用红磷在空气中燃烧的测定方法。过程是：

第1步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．

第2步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．

第3步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5．请回答下列问题：

①第2步化学符号表达式_______________。

②实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，其原因可能是（_____）

A.集气瓶底部水占了一部分体积 B.红磷过少

C.没有完全冷却就打开了止水夹并计数 D.漏气

③小博同学对实验进行反思后，提出了改进方法(如图所示)，小博在正式开始实验前，夹紧弹簧夹，将注射器活塞从20mL刻度处推至15mL处，然后松开活塞，观察到活塞返回至20mL刻度处．该操作的主要目的是_______________，你认为改进后的优点是________________ 。

(二)小余阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰(MnO2)还可用氧化铜(CuO)等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣．

(提出问题)氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？

(设计实验)小余以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略)

实验序号	氯酸钾质量	其他物质质量	待测数据
①	1.2g	/
②	1.2g	CuO 0.5g
③	1.2g	MnO2 0.5g

上述实验应测量的“待测数据”是_______ ．

②若实验②比实验①的“待测数据”________(填“大”或“小”)，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解．

③将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥，再次精确称量得到0.5g黑色粉末，这样做的目的是______，小余同学认为氧化铜肯定是氯酸钾分解的催化剂，但小淳同学对此提出了异议，小淳同学设计了如下实验：将第二次精确称量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸钾混合放入试管中，加热，伸入带火星木条，发现木条很快复燃．小淳同学这样做目的是__________，

(预期结论)氧化铜也能作氯酸钾的催化剂．

(评价设计)你认为小余设计实验③和实验②对比的目的是____；写出实验②反应的表达式_____

(三)有趣的改进实验

利用如图装置进行“硫燃烧”的实验：用气卿(能不断鼓入空气的装置)不断地向弯型具支试管中鼓入空气，同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧，移去酒精灯，可观察到微弱的淡蓝色火焰；然后停止鼓入空气，再用酒精灯给高锰酸钾加热，使硫在纯氧中继续燃烧，观察到________火焰．

写出实验中硫磺燃烧的化学反应表达式：_____．该实验装置的主要优点是在消除有害气体对环境污染的前提下有利于_____ ．你推断烧杯中的氢氧化钠溶液的作用是______ ．

Answer 1

【答案】4P+5O2—2P2O5 BCD 检查装置气密性 能够防止燃烧匙伸入集气瓶中时导致的气体受热膨胀部分逸出，使实验结果不准确，同时操作更简单 产生相同体积的氧气所消耗的时间 小 验证氧化铜在反应前后的质量是否改变 验证氧化铜在反应前后的化学性质是否改变 比较氧化铜和二氧化锰的催化效果 2KClO32KCl+3O2↑ 蓝紫色 S+O2SO2 对比硫在空气和氧气中燃烧的情况 吸收反应生成的二氧化硫

【解析】

（一）①第2步红磷燃烧时反应的化学符号表达式4P+5O2—2P2O5；

②红磷过少，没有将氧气反应完；漏气；没有完全冷却就打开了止水夹并计数，瓶内压强较大，水进入的少，都会进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5；

③该操作的的优点是：避免了燃烧匙伸入集气瓶中时导致的气体膨胀逸出，实验结果更准确，同时避免了五氧化二磷向空气中扩散，更环保，操作更简单

（二）①通过收集相等体积的气体需要的时间长短可以判断反应速率的快慢，故上述实验应测量的“待测数据”是时间；

②若实验②比实验①的时间小，说明收集相等体积的气体时②需要时间短，进一步说明氧化铜能加快氯酸钾的分解；

③催化剂反应前后质量不变，氧化铜质量不变可能是催化剂；催化剂反应前后化学性质不变，将第二次精确称量得到的0.5g黑色粉未和1.2g氯酸钾混合放入试管中，加热，伸入带火星木条发现木条很快复燃，这样做目的是验证反应前后氧化铜化学性质不变。

（评价设计）实验3和实验2对比的目的是验证氧化铜和二氧化锰的催化效果，实验2中，氯酸钾在氧化铜的催化作用下受热分解生成氧化钾和氧气，反应的化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑

（三）用酒精灯给高锰酸钾加热，使硫在纯氧中继续燃烧，观察到明亮的蓝紫色火焰；实验中硫磺燃烧的化学方程式为S+O2SO2；该实验装置的主要优点是在消除有害气体对环境污染的前提下有利于进行硫粉在空气和氧气中燃烧的对比实验；氢氧化钠可以和二氧化硫反应，故烧杯中的氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化硫。